为了实现氧化物薄膜晶体管(TFT)的低电阻布线,采用Cu作为氧化物TFT的源漏电极。通过优化成膜工艺制备了电阻率低至2.0 μΩ·cm的Cu膜,分析了Cu膜的晶体结构、粘附性及其与a-IZO薄膜的界面,制备了以a-IZO为有源层和Cu膜的粘附层的TFT器件。结果表明: 所制备的Cu膜呈多晶结构; 引入a-IZO粘附层增强了Cu膜与衬底的粘附性; 同时,Cu在a-IZO中的扩散得到了抑制。所制备的TFT的迁移率、亚阈值摆幅和阈值电压分别为12.9 cm2/(V·s)、0.28 V/dec和-0.6 V。

采用溶胶凝胶法制备了非晶铟锌氧化物(a-IZO)薄膜, 并作为薄膜晶体管(TFT)的有源层制备了a-IZO TFT。研究了IZO薄膜中铟锌比对薄膜性质及a-IZO TFT器件性能的影响。结果表明:溶胶凝胶法制备的IZO薄膜经低温(300 ℃)退火后为非晶结构, 薄膜表面均匀平整、致密, 颗粒大小为20 nm左右, 并具有高透过率(＞85 %)。IZO薄膜中的铟锌比对薄膜的电学性能和TFT器件特性影响显著, 增加In含量有利于提高薄膜和器件的迁移率。当铟锌比为3∶2时, 所获得的薄膜适合于作为薄膜晶体管的有源层, 制备的IZO-TFT经过相对低温(300 ℃)退火处理具有较好的器件性能, 阈值电压为1.3 V, 载流子饱和迁移率为0.24 cm2·V-1·s-1, 开关比(Ion∶Ioff)为105。

利用直流磁控溅射方法在玻璃基板上室温制备非晶铟锌氧化物半导体薄膜, 薄膜表面平整。采用旋涂法室温制备聚四乙烯苯酚有机介质层。以铟锌氧化物薄膜作为沟道层、聚四乙烯苯酚作为介质层, 成功制备了顶栅结构的薄膜晶体管。测试结果表明, 所制备的薄膜晶体管具有饱和特性且为耗尽工作模式, 薄膜晶体管的阈值电压为3.8 V, 迁移率为25.4 cm2·V-1·s-1, 开关比为106。